智能加湿器控制系统设计探究

智能加湿器控制系统设计探究

为实现人们对现代生活的高要求标准,将智能控制技术与实际生活应用联系在一起,对提高生产力、改善生活质量有着重要作用。本产品是以AT89C52单片机为核心控制单元,通过LCD液晶显示器对温湿度传感器采集的数据进行显示,并将数据与设定阈值进行比较,从而对湿度进行调控。市面上传统加湿器仅仅具有普通的雾化加湿功能,其工作模式单一,已经远不能满足现代人们对智能化家电的要求了,随着时代的发展这种加湿器终将被市场所淘汰。现如今智能家电发展迅速,将单片机与传统加湿器相结合,必将成为未来智能加湿器的主流设计。该智能加湿控制系统设计是一种基于AT89C52单片机,外设DHT11温湿度传感器等调控模块的智能型产品。它不仅具有传统加湿器的检测、控制、调节功能,并添加了数据显示、报警、除湿等模块,使加湿器能够应用到更多的场所,扩大了适用范围,更好的改善了人们工作、生活环境的适宜性,提高了人们的生活品质。

1智能加湿器控制系统的结构设计

系统的整体结构设计以AT89C52单片机为核心控制单元。上电后,首先通过DHT11温湿度复合数字传感器为实时数据采集单元,将采集数据与24C02A为存储器模块设定存储的阈值进行比较,控制单元对比较结果进行分析处理,若高于设计阈值上限,则停止加湿器工作,并驱动除湿模块、声光报警;若低于设计阈值下限,则驱动加湿器和报警模块工作。其中按键模块设定阈值和实时温湿度检测值均通过LCD1602液晶显示屏进行实时数据的显示。该系统整体设计框图如图1所示。控制系统所采用的AT89C52主芯片,是由美国ATMEL公司生产的高性能、低功耗CMOS8位单片机,芯片在生产中运用了该公司的高集成性工艺和非遗失性存储技术,实际使用中还能与经典MCS-51指令系统和52系列单片机产品相互兼容。此外,相比与传统51单片机它不仅在存储器字节上翻倍到8KB和256B,还多了一个定时器T2。T2是一个16位的定时/计数器,由两个8位寄存器TH2和TL2构成,所以它可用作定时器,也可用作外部计数器。这些功能让AT89C52芯片可以为设计者提供更好的硬件开发环境,使得创新型应用电路的实现成为可能。在主芯片的外部还设计有阈值设定、温湿度检测、实时数据显示、湿度预警、湿度调控五个主要部分,正是这些模块与主芯片组合在一起构成了整个智能加湿控制系统,使传统的加湿器变得智能化。

2系统的硬件设计和软件设计

2.1硬件部分。硬件电路部分主要由检测模块、按键模块、存储模块、报警模块构成。由于AT89C52芯片具有强大的外部扩展性,因此该设计的各个外部单元均通过该芯片紧密的联系起来,最终达到检测、显示、报警、调控的功能。其核心部分的电路设计如图2所示。在核心电路部分外连接DHT11温湿度传感器用于实时数据采集,两个部分通过传感器的DATA引脚与芯片连接,将采集的数据传输至主芯片中,与预先设置在EEPROM存储器24C04A中的阈值进行比较,若处在阈值内,则无输出结果;反之,则通过P3.3或P3.4口给加湿电路或除湿电路一个低电平,用以驱动上述模块电机进行工作,并驱动报警电路工图3软件部分流程图作;当传感器检测湿度进入设定范围内后,则由芯片输出反相信号,停止相关电机工作和报警模块。

2.2软件部分。该设计为智能控制系统,所以除了硬件电路设计之外,还必须有相应软件设计才能够完成其功能操作。软件部分流程图如图3所示,其工作过程是以传感器的数据采集为循环点,将实时采集的数据与设定的阈值相比较,并对相应调控模块和报警模块作出信号输出,由调控模块工作改变当前环境的实时湿度数据完成循环。

3结语

该设计通过多模块的协调运作基本实现了传统加湿器的智能化运作,但随现代物联网的发展,让加湿器这样的小家电实现物联网,使人们可以通过手机这样的移动设备完成对湿度的智能控制。这一设想还需要进一步研究如何将设备融入数据的无线传输技术,本设计还需进行更加深入的研究。

作者:孙传洋 蒋曦 沈洋 钱正委 田娟 单位:蚌埠学院电子与电气工程学院